로마 콘크리트가 수천 년 동안 지속되는 데 도움이 된 비밀을 발견하다

(댄 트리) - 현대 기술이 없었음에도 불구하고 고대 로마 건축물은 2,000년 이상 굳건히 서 있었습니다.

자가치유 콘크리트

콘크리트는 대부분의 현대 건축의 핵심 자재입니다. 하지만 콜로세움이나 판테온 같은 고대 유적의 놀라운 내구성에 비하면 오늘날 콘크리트는 수명이 훨씬 짧고 지속적인 보수가 필요합니다. 무엇이 다를까요?

매사추세츠 공과대학교(MIT, 미국)의 새로운 연구는 고대 로마 콘크리트 블록 깊숙이 숨겨진 비밀을 밝혀냈습니다. 바로 자가 치유 능력인데, 공상과학 소설에서만 볼 수 있는 기능입니다.

로마 콜로세움은 수천 년이 지난 지금도 여전히 건재하다. (사진: Archdaily)

연구팀은 이탈리아 프리베르눔에 있는 고대 도시 성벽 유적에서 채취한 콘크리트 샘플을 분석했습니다. 그 결과, 주요 성분은 포졸라나, 화산재, 응회암, 석회와 같은 친숙한 재료였지만, 내부에는 이전에는 "혼합 오류"로 여겨졌던 작은 흰색 결정들이 발견되었습니다.

사실, 핵심은 석회 자체입니다. 콘크리트에 균열이 생기고 물이 스며들면, 반응하지 않은 석회 조각이 즉시 화학 작용을 일으켜 포화 칼슘 용액을 생성합니다.

이 용액은 탄산칼슘으로 결정화되는데, 이 화합물은 균열을 메우고 주변 재료 입자를 재결합시킬 수 있습니다. 이렇게 콘크리트는 사람의 개입 없이 구조를 "패치"합니다.

이러한 반응은 인체가 피부의 상처를 치유하는 방식과 마찬가지로 매우 자연스러운 현상입니다. 연구진에 따르면, 이는 건축 자재에서 매우 드문 특징인 "화학적 자가 치유" 메커니즘입니다.

다른 생산 방식

또 다른 큰 차이점은 콘크리트 제조 기술이었습니다. 로마인들은 소석회(물에 석회를 섞은 것) 대신 고온 혼합 기술을 사용했을 가능성이 있습니다. 그들은 골재와 포졸라나 재를 섞은 혼합물에 생석회를 직접 첨가한 후 물을 첨가했습니다.

이 확대 이미지는 화산재와 석회가 바닷물과 반응하여 형성되는 칼슘 알루미노실리케이트(CASH) 시멘트질 물질을 보여줍니다. 알루미늄 토버모라이트의 백금 결정이 CASH 시멘트질 매트릭스 내에서 성장했습니다(사진: 게티).

이 과정에서 발생하는 열반응으로 분해되지 않은 석회 조각이 생성되는데, 이것이 칼슘 저장소 역할을 합니다.

수십 년, 심지어 수백 년이 지나 기후, 지진 또는 하중으로 인해 콘크리트 블록에 균열이 생기면 이러한 칼슘 저장소가 활성화되어 자체 치유 연쇄 반응이 일어납니다.

이 발견은 로마 건축물이 수천 년 동안 지속될 수 있었던 이유를 설명하는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 현대 건축 자재 산업에 새로운 방향을 열어줍니다.

MIT 연구팀장인 아드미르 마식 교수는 이러한 자가치유 기술을 재현하여 현대 콘크리트에 적용하면 건물의 수명을 연장하고, 수리 비용을 크게 줄일 수 있으며, 가장 중요한 것은 온실 가스 배출을 줄일 수 있다고 말했습니다.

시멘트 산업은 현재 전 세계 탄소 배출량의 약 8%를 차지하는데, 이는 주로 건물의 생산, 운송, 그리고 유지 보수 과정에서 발생합니다. 고대 로마인들처럼 자가치유 콘크리트를 개발한다면 이러한 상황을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.

최첨단 소재나 복잡한 산업 체인 없이도 고대 기술은 여전히 시대를 초월하는 힘을 보여주고 있습니다. 그리고 때로는 인류가 앞으로 나아가기 위해 조상들이 남긴 것을 되돌아볼 수밖에 없습니다.

출처: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-bi-mat-giup-be-tong-la-ma-ben-hang-nghin-nam-20250728070224281.htm